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Vorstellung Eigenentwicklung BMS für große 16s LFP Packs - Diskussion

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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
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Veröffentlicht von: @janvi

Bleibt die Frage wie man sowas testen könnte. Ein Kurzschluss auf der Sammelschiene könnte man mit einem Thyristor provozieren. Da gibt es Modelle die man nicht kaputt kriegt. Wenn die Mosfets  dann schneller als die NH Einsätze sind und anschliessend wieder einschalten können ist alles ok.

Wenn ich das richtig erinnere, verwendet der Typ, der auf youtube die Megafuses getestet hat, für den harten Kurzschlusstest einfach die 3 Pfade eines 3ph 63A LS parallel. Damit kommt er dann wohl auf ~ 4.5kA Spitzenstrom.

Für meine Tests werde ich aber eine spezielle elektronische Last verwenden, damit ich einfach unterschiedliche Spitzenströme und unterschiedliche Anstiegszeiten Testen kann und außerdem auch automatisiert Tausende Zyklen fahren kann.

@janvi

Ich bin eben mal die Kartons zu den BMS Platinen durchgegangen.

Kurzfristig, also ohne, dass ich etwas neu bestücke, könnte ich Dir nur folgenden Satz anbieten:
- 400 µOhm Shunt
- MOSFET-Schalter "einseitig" 6p FETs <=> ~ 1.35 mOhm, 30 A Dauerstrom bzw. 60A kurzzeitig sollten damit kein Problem sein.
Die maximale Precharge-Kapazität ist dabei auch etwa halbiert, da der Widerstand ~ 67 Ohm statt ~33 Ohm beträgt.

Zu der 15s Thematik habe ich mir auch noch einmal Gedanken gemacht.
Für den Start bräuchte ich hier in jedem Fall ein Testsystem mit < 16s. Meine 16s Pack möchte ich aber nicht ständig umbauen.
Stattdessen könnte ich mir hier ein Test-Setup mit 14s NMC hinstellen, mit dem ich dann hoffentlich alle Probleme, die bei den SW-Anpassungen von nur 16s auf < 16s auftreten werden, beheben könnte.

Wenn du daran für die bestellten Envision Zellen Interesse hast, gibt mir bitte kurzfristig Bescheid, damit ich die Arbeiten zu < 16s bei mir einplanen kann.
Aus meiner Sicht fände ich einen quasi 1 zu 1 Test zwischen JK, Pylontech und meinem BMS sehr interessant.

 


   
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(@janvi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 253
 

emn / emp sollte funktionieren aber habe ich noch nie benutzt. Wenn du das hier postest, kann ich mal den Import ausprobieren.

Habe gerade noch mal dein Foto angeschaut. Von der Leistungsplatine ist es ja je ein Foto von LS und BS. Die Kupferbleche sind gelasert oder in den Prototypen von Hand gebohrt damit die Strombelastbarkeit besser wird. Das spart Einpresskontakte und man kann die Platine direkt auf den Bolzen der Zellen montieren. Auf der Lötseite sind die Shunts welche in der Produktion vermutlich geklebt werden. Auf der BS sind die Mosfets welche im 8 pin SO daher kommen. Es sind vermutlich 6 Stück dsc Fets und 6 Stück chg N-Fets plus je ein P-typ fürs precharge was zusammen 2x6+2=14 bestückbare Mosfets macht. Die Gehäuseform macht es etwas schwieriger hier einen Kühlkörper zur Leistungssteigerung zu adaptieren.

Für den Aufbau von "größeren" Batterien ist das so voll ok. Eine typische Heimanlage wird aber vermutlich aus 1x3k bis 3x5k Multiplus oder äquivalenten Deye bis 15kVA bestehen. Dabei zieht jede Phase einen maximalen Strom von 200 Amp bzw. Dauerstrom von 80Amp. Je nach Auslastung hat die "gemeine Hausbatterie" damit meist 1-3 Racks bzw. irgendwas zwischen 15 und 45 kWh. Hierfür sind dann eben die Ströme wie sie von JK mit 100/150/200A angeboten werden relevant. Möchtest du die Ströme bis 200A mit SO8 Mosfets realisieren? Wäre da nicht eine ordentlich kühlbare Version mit TO220 oder sogar TO247 denkbar?  Zumindest für den Hobbybereich wäre doch der Leistungsteil auch zum Handlöten denkbar. Zeugs wie Schaltverluste, Miller Kapazitäten sind da ja eher weniger relevant nachdem die Mosfets nicht mit PWM betrieben werden.

Alternativ könnte ich auch 16s aufbauen. Später möchte ich da sowieso hin. Vorab wären dazu aber größere Ströme oder größere Stückzahlen erforderlich. Der direkte Vergleich mit Pylontech ist nur mit 15s möglich. Wenn ich die Envision Racks aufgebaut habe, könnte ich dir auch eines davon zur Inbetriebnahme mit 15s schicken. Das ist als Stückgut auf 100kg Palette eben ziemlich  gebührenpflichtig.  Für die Strecke Stuttgart-Koblenz wöchentlich, etwas seltener bis Köln  hätte ich auch Mitnahmemöglichkeiten.

 

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 3 Wochen 2 mal von Janvi

   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 342
 

Ich hab die emn/emp Files zu dem 6p MOSFET-Schalter mal angehangen. Wenn Du damit klar kommst, kann ich das auch für die anderen Baugruppen nachreichen.

Die Kupferbleche sind im Moment noch von Hand zugeschnitten und gebohrt. In einer Serie wäre das sehr wahrscheinlich gelasert.

Geklebt ist auf den Platinen nichts.

Beim 6p MOSFET-Schalter sind es 6 Stück DSG NFETs, 6 Stück CHG NFETs und ein PFET für Predischarge.

Die NFETs auf einem solchen BMS haben typischerweise jeweils ~ 4 mOhm und jeder parallele FET erlaubt einen Nominalstrom von ~ 10 A.
Das macht dann nominal 400 mW Verlustleistung pro FET.
Das bekommt man auch aus einen 5x6 mm SMD Package vernünftig weg. Man könnte da z.B. mit einer sehr dünnen Silikonschicht einfach einen Kühlkörper aufkleben.

TO220 oder sogar TO247 wären meines Erachtens nur dann relevant wenn man mehrere Watt pro FET abführen müßte.
Aus elektrotechnischen Gründen wäre THT vermutlich theoretisch möglich. Sinn macht das aber nicht wirklich.

Wenn man den Schalter direkt auf den Zellen montieren möchte, ist der limitierende Faktor aber eher die Wärmemenge, die man der Zelle dauerhaft zusätzlich zuführen kann, ohne eine nennenswert beschleunigte
Zellalterung zu provozieren.
Viel mehr als 5 W zusätzliche Verlustleistung ( durch Shunt oder MOSFET-Schalter ) direkt an einer 280 Ah Zelle sehe ich eigentlich nicht.
Wenn man einen 6p Schalter mit ~ 1.35 mOhm mit dauerhaft 30 A belastet, sind das ~ 1.2 W. Das ist also ziemlich unkritisch.
Bei 60 A hätten wir aber schon ~ 4.8 W. Das würde ich so dauerhaft eher nicht betreiben.

Es gibt im Moment HW mit 2p, 6p und 14p MOSFET-Schalter.
Für die Anlage von voltmeter habe ich einen zusätzlichen 20p MOSFET-Schalter für externe Montage auf der TODO-Liste.
Damit sollte man dann eigentlich alle relevanten Szenarien abdecken können.
Mit der 14p direkt an der Zelle würde ich dauerhaft bis ~ 70 A -> ~ 2.45 W sehen. ( 80A -> ~ 3.2 W wären vermutlich auch nocht OK )
Die 20p externe Variante würde dann mit entsprechendem Kühlkörper auch 200A dauerhaft schaffen.

Bzgl. 15s vs 16s mußt Du einfach eine Entscheidung treffen. Bei der Menge an Pylontech Geräten, die schon im Markt sind, würde der Wunsch nach Unterstützung für 15s vermutlich sowieso früher oder später kommen.
Aus Kostengründen ist das private verschicken solcher Batterien vermutlich nicht sinnvoll. Da übersteigen irgendwann die Versandkosten den Preis der Zellen.
Ich denke mit 14s, wofür ich das Materiel komplett hier habe, sollte ich praktisch auch alles Relevante für 15s testen können.


   
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(@janvi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 253
 

Dann bleibt es fürs Erste bei 15s. Idealerweise irgendwo in einem Setup File neben der CAN Slave Adresse zu konfigurieren.

Veröffentlicht von: @nimbus4

Bei 60 A hätten wir aber schon ~ 4.8 W. Das würde ich so dauerhaft eher nicht betreiben.

Das hatte man früher auf jedem 40 poligen DIL verheizt.

Veröffentlicht von: @nimbus4

Es gibt im Moment HW mit 2p, 6p und 14p MOSFET-Schalter.

D.h. es sind nicht nur Bestückungsvarianten sondern eigene Layouts?

Veröffentlicht von: @nimbus4

Die 20p externe Variante würde dann mit entsprechendem Kühlkörper auch 200A dauerhaft schaffen.

Da würde ich dann wenigstens TO252 nehmen wo die Tabs auf einer Plane zum Kühler verlötet werden können.

Eine Dampfphase sollte das im Gegensatz zu Reflow locker machen.

Veröffentlicht von: @nimbus4

Aus Kostengründen ist das private verschicken solcher Batterien vermutlich nicht sinnvoll.

Du hast ja Recht. Die Maut spült nur Geld in die Kassen von Wissing und belastet die Umwelt. Wo wir doch mit einem Akku das Gegenteil wollen.

Was hast du denn als Bedienelemente an der Frontplatte vorgesehen?

Display macht vom Stromverbrauch höchstens als Epaper Sinn

- Ein / Ausschalter / Taster mit / ohne Beleuchtung

Wie hoch ist der Ruhestrom deiner Schaltregler im Standby und wie hoch im ausgeschalteten (versand) Modus?

- Einzel / Mehrfarb LED zum Anzeigen von Fehlercodes?

- LED Balken zur SOC Anzeige?

Der Import des Mentor Formats funktioniert grundsätzlich. Die eigentlich relevanten Bohrungen sehe ich leider nur als 2D Quadrat und nicht in 3D. Oben links habe ich mal probiert selbst durchzubohren. Das Loch ist zu groß aber unter Beachtung deiner Namensgebung der Elemente an der jeweiligen Position könnte man das auch passend rekonstruieren wenn man alles richtig macht. Ist aufgrund der vielen Elemente aber nervig. Man kann die Bauteile hingegen einzeln umplatzieren was nicht nötig wäre. Die Abmessungen passen allemal so daß ich mich erst mal an die winzigen Dimensionen des Leistungsteils gewöhnen kann. Am besten ist es natürlich dazu eines mit Kupferblech in der Hand zu halten. LiFePo hatte ich bislang aber auch nur als Pouch selbst in den Fingern.

Für die Geschwister Schneider muß ich auch noch ein paar Hausaufgaben machen um zu sehen ob ich damit gleich meine Pylontech LV Hubs in die Rente schicken kann. Grundsätzlich sollten sich damit aber zumindest für unsere blauen Freunde beliebig große Batterien vom Typ "gemeiner Überseecontainer" skalieren lassen können.

 

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 3 Wochen 2 mal von Janvi

   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 342
 

Veröffentlicht von: @janvi

Dann bleibt es fürs Erste bei 15s. Idealerweise irgendwo in einem Setup File neben der CAN Slave Adresse zu konfigurieren.

OK, dann werde ich in den nächsten Wochen die SW dafür anpassen. Das Gerät, was du bekommst, wird direkt auf 15 s vorkonfiguriert sein.

Es gibt im Moment keine manuell konfigurierbaren Slaveaddressen.

Veröffentlicht von: @janvi

D.h. es sind nicht nur Bestückungsvarianten sondern eigene Layouts?

2p ist ein Layout, bei dem BQ, Shunt und MOSFETs auf einer Platine sind. Das war urprünglich mal für einen HV-Speicher gedacht.
6p ist die erste Version ( einseitige Bestückung ) zur Montage auf 280 Ah Zellen.
14p ist die zweite Version ( zweiseitige Bestückung ) zur Montage auf 280 Ah Zellen.
Bei all den Versionen kann man grundsätzlihc nach Belieben weniger FETs bestücken.

Veröffentlicht von: @janvi

Da würde ich dann wenigstens TO252 nehmen wo die Tabs auf einer Plane zum Kühler verlötet werden können.

Eine Dampfphase sollte das im Gegensatz zu Reflow locker machen.

Ich habe von einigen Bauteilen mal den thermischen Übergangswiderstand zum Lötpad ( junction to "case bottom" / "mounting base" ) rausgesucht:
PDFN5x6 <=> TDSON8: 0.62 - 1.8 °K/W
DPAK <=> TO252: 1.5 - 2.0 °K/W
D2PAK <=> TO263: 0.45 - 0.67 °K/W

Bei Verlustleistungen < 1 W pro Bauteil hätte das Kupfer in der Platine bei allen Varianten praktisch genau die Temperatur des Dies.
Da kann man schlicht nichts nennenswert dran optimieren.

junction to "case top" wird von Infineon bei TDSON8 mit 20 °K/W angeben. Wenn man also einen Kühlkörper "thermisch ideal" auf die Bauteile aufbringen könnte und 0.5 W Verlustleistung pro Bauteil abgeleitet würden, dann wäre das Die nur 10°C wärmer als der Kühlkörper.

Veröffentlicht von: @janvi

Was hast du denn als Bedienelemente an der Frontplatte vorgesehen?

Display macht vom Stromverbrauch höchstens als Epaper Sinn

...

- Einzel / Mehrfarb LED zum Anzeigen von Fehlercodes?

- LED Balken zur SOC Anzeige?

Da ich selber dafür keinen Bedarf habe, gibt es im Moment keine richtige "Front-Panel-Platine".

Ich habe Muster für eine Display-Platine mit einem 2.8" Touch LCD, 4 Push Buttons, Buzzer und Lichsensor.

So sieht die Anzeige beim Laden und Entladen ( mit emulierten Daten ) aus:

Wenn das Display aktiv ist, verursacht es ~ 300 mW Zusatzverbrauch, im Schlafmodus 10 mW.
Ein E-paper, das mir von Auflösung, Größe ... zusagt, und einen realistischen Preis hat, habe ich vor ~ 1 Jahr keines gefunden.

Wenn es für eine Front-Panel Platine nennenswert Bedarf gibt, könnte ich die nach Euren Wünschen erstellen.
Vermutlich wäre eine mechanische Kompatibilität zu bestehenden Optionen sinnvoll.

Veröffentlicht von: @janvi

Wie hoch ist der Ruhestrom deiner Schaltregler im Standby und wie hoch im ausgeschalteten (versand) Modus?

Ich habe im Moment keinen Schlafmodus implementiert.
Die Überlegung dazu ist folgende:
Die Variante mit CAN ( aber ausgeschaltetem Funk ) verbraucht ~ 4 mA.
Selbst wenn eine 280 Ah Zelle auf 5 % SOC runter ist, hätte man noch > 140 Tage, bevor das BMS die Zelle in die Tiefentladung ziehen würde.

Ich habe einige 280 Ah Zellen die haben ~ 2 mA Selbstentladung. Die Stromaufnahme des BMS ist also bezogen auf große Zellen praktisch vernachlässigbar.

Veröffentlicht von: @janvi

Für die Geschwister Schneider muß ich auch noch ein paar Hausaufgaben machen um zu sehen ob ich damit gleich meine Pylontech LV Hubs in die Rente schicken kann. Grundsätzlich sollten sich damit aber zumindest

für unsere blauen Freunde beliebig große Batterien vom Typ "gemeiner Überseecontainer" skalieren lassen können.

Ich sehe keinen Grund, warum das nicht möglich sein sollte.

 

 

 


   
voltmeter reacted
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(@mitsch06)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 231
 

Wow was für eine expertise hier Smile

Wäre auch an einem Test interessiert, habe bisher ein 16S 280A Batteriesystem mit Daly BMS und Multiplus 5000 am laufen, also max 70/80A Last. Hätte zur Verifizierung auch noch einen bisher unverbauten 😐 Victron Smartshunt zur Verfügung.


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 342
 

Ich sitze im Moment an den SW-Erweiterungen für 14s NMC und 15s LFP.

Außerdem habe ich inzwischen eine elektronische Last, mit der ich programmierbare Strompulse mit us zeitlicher Auflösung und Flankensteilheiten bis ~ 30 A / us und Amplituden bis ~ 300A erzeugen kann.
Damit werde ich demnächst die aktuelle Revision des MOSFET-Schalters auf Herz und Nieren prüfen. Wenn das durch ist, werde ich den 20p MOSFET-Schalter angehen.

@Mitsch06: Von meiner Seite aus gerne. Einen Vergleich der Coulomb-Counting-Genauigkeit mit dem Smartshunt fände ich spannend.


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7701
 

@nimbus4 

ich hab in meinen 2 blechgehäusen noch 45mm platz hinter dem jk bms, da könnte man deins ja noch hinten draufpacken.

das jk trennt den minus und deins bekommt dann den plus.

eine separate kabelpeitsche für die balancerabgriffe lege ich dann noch rein

 

 

Projekt 80kWh / 26kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh am Stromzähler.


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 342
 

@Voltmeter

Dann müßte der Shunt von meinem BMS aber zwischen JK und Batterie-Minuspol liegen.

Mein BMS ist nicht dafür ausgelegt, dass im Betrieb die Batterie weggeschaltet wird. Inbesondere darf das GND-Niveau meines BMS nicht deutlich über  Batterie-Minus floaten!

 

Bei einer solchen seriellen Verschaltung könnte ich dem JK dann aber transient ( auf us Zeitskala ) den Pluspol der Batterie wegschalten.

Kommt das JK damit zurecht? Würde das JK automatisch wieder durchschalten, wenn bei meinem BMS der MOSFET-Schlater nach einem Abschalten wieder zuschaltet?

 

Das JK kühlt vermutlich gegen die Front, wogegen würde meines dann kühlen?

 


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7701
 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Dann müßte der Shunt von meinem BMS aber zwischen JK und Batterie-Minuspol liegen.

das würde ich hinbekommen, muss dann nur die kabel etwas anders anklemmen

 

das jk kann ich direkt am pluspol anschließen vor deinem mosfetschalter. ist ja nur ein dünnes plus kabel am jk das dessen stromversorgung übernimmt.

 

im moment kühlt das jk rein passiv.

zwischen front und jk ist ein luftspalt das wird bei denen so gemacht es ist keine aktive kühlung notwendig

deins bekommt ja noch nen kühlkörper oben drauf und wenn das nicht reicht noch nen 10mm schmalen 60mm lüfter so wie derzeit bei meinem seplos bms

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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
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Veröffentlicht von: @voltmeter

das jk kann ich direkt am pluspol anschließen vor deinem mosfetschalter. ist ja nur ein dünnes plus kabel am jk das dessen stromversorgung übernimmt.

Stimmt, da war ich gedanklich in der Topologie meines BMS gefangen.

 

Veröffentlicht von: @voltmeter

deins bekommt ja noch nen kühlkörper oben drauf und wenn das nicht reicht noch nen 10mm schmalen 60mm lüfter so wie derzeit bei meinem seplos bms

OK, da finden wir dann eine Lösung. Sobald ich Prototypen habe, werde ich dann sowieso hier testen, welcher  thermischer Übergangswiderstand effektive gegen Umgebung vorliegt.

Vermutlich werden die Anschlußkabel da auch einen nicht unerheblichen Effekt haben.


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7701
 

Veröffentlicht von: @nimbus4

Sobald ich Prototypen habe, werde ich dann sowieso hier testen,

kannst du bei der shunt und mosfetplatine jeweils zwei 6mm oder zwei 8mm löcher im abstand von 40mm unten und oben anbringen, das würde bei meiner doppelkabelinstallation hilfreich sein

ich kann aber auch noch selbst ein loch bohren wenn man es an einer bestimmten stelle machen darf

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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
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Sobald ich einen ersten Entwurf für die 200A Variante habe ( MOSFET-Schalter und Shunt sind dabei dann sehr wahrscheinlich auf einer Platine ) werde ich den hier zum Abstimmen vorstellen.

Da es in jedem Falll wieder massive Kupferschienen geben wird, sollte dass mit mehreren ( optionalen) Schraubanschlüssen kein grundsätzliches Problem sein.

Die aktuellen Paltinen haben auch schon drei Löcher im PCB, die man im Kupfer aufbohren könnte.

 

Nachträgliches Bohren in einer Multi-Layer Platine ist selten eine gute Idee. Bei ML-Platinen sind die Innenlagen in der Regel mit Kupfer geflutet, so dass beim Bohren die große Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Lagen besteht.

 

Ich würde 6mm bevorzugen, weil bei 8mm+x von den 15 mm Kupferschienen  im Bereich der Bohrungen nur ziemlich wenig übrigbleibt.

 


   
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(@janvi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 253
 

@voltmeter Deine Platinen zur Balancer Verdrahtung auf den Zellen gefallen mir gut. Waren die beim Gehäuse dabei? Sind da auch Shunts drauf zu erkennen? Oder sind das SMD Sicherungen? Wie passt das mit deinem JK zusammen?

Ein anderes Detail im Foto: Sind die breiten Umrahmungen der Zellen Brandschutzplatten aus Kalziumsilikat oder einfach Blechabkantungen wegen der Stabilität? Das mit den Promat Platten erwäge ich bei mir auch zur Trennung von einzelnen Gruppen im Regal.

Grundsätzlcih kann man in Zukunft vermutlich mit größeren und noch deutlich größeren Zellen wie die heute üblichen 300Ah rechnen. Es gibt wohl schon Muster bis 600Ah und die Hersteller arbeiten vermutlich bereits an der Vorbereitung der Serienproduktion so daß diese schon nächstes Jahr verfügbar werden. Das bringt unter Anderem ein unvermeidbares Gewichtsproblem mit sich, so daß ich mir momentan Gedanken über ein modulares Gehäusekonzept ähnlich HV Batterien mache. 19" Racks mit 16s sind hier definitiv am Ende weil man zum Transport über ein Treppenraum erst mal eine Truppe Abiturienten oder Klavierträger benötigt welche das Treppengeländer abschrauben müssen damit sie um die Ecke rum kommen.

Vermutlich werden es kaskadierbare 8er Racks mit 24 Volt wo dann auf jedes zweite Rack das BMS hinzukommt. Leider sind die Steckverbinder dazu teuer und bringen unvermeidbare Verluste. Bislang habe ich Klemmen der Firma Ruhstrat in anderen Projekten eingesetzt die bis 400 Amp spezifiziert sind. Ruhstrat ist ein Hersteller von USV Batterien. Vielleicht werden es wegen der Berührungssicherheit der Gegenstücke aber auch Amphenol Surlok oder Schaltbau/Rema Konstruktionen aus der Gabelstapler/Blei Ausstattung oder eine Kombination davon.

Auf der anderen Seite heisst das aber auch, daß man sich für ein BMS welches in Zukunft verkauft werden soll auch Gedanken über Ströme größer als 200 Amp machen sollte. Dieser Entwicklung sind aber von allen Bauteilen irgendwo Grenzen gesetzt. Auch von den Leitungsquerschnitten geht es irgendwann nur noch mit starren Sammelschienen. 30x10mm gehen etwa bis 600 Amp, darüber habe ich auch keine praktischen Erfahrungen.

Vermutlich bedeuten größere Zellen aber auch den Einsatz von aktiven Balancern. Bezüglich der Coulomb Counter habe ich noch ein Verständnissproblem: Warum werden die Coulombs bzw. Amperesekunden gezählt wo doch die in einer Batterie gespeicherte Arbeit in Wattsekunden oder kWh ist? Eigentlich wäre da doch ein (HW) Multiplizierer erforderlich? Die Spannung ist bei LiFePo zwar halbwegs konstant, schwankt im praktisch üblicherweise genutzten Bereich aber immerhin um mehr als 10% von 3,5 bis vielleicht 3,1 Volt. Es wird zwar im oberen Spannungsbereich immer weniger Energie gespeichert, aber die Spannung sollte in die Arbeit halbwegs linear eingehen was  doch eine Ungenauigkeit bei der SOC Schätzung bringt?

 

 

 

 

 


   
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(@nimbus4)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 342
 

Veröffentlicht von: @janvi

Bezüglich der Coulomb Counter habe ich noch ein Verständnissproblem: Warum werden die Coulombs bzw. Amperesekunden gezählt wo doch die in einer Batterie gespeicherte Arbeit in Wattsekunden oder kWh ist? Eigentlich wäre da doch ein (HW) Multiplizierer erforderlich? Die Spannung ist bei LiFePo zwar halbwegs konstant, schwankt im praktisch üblicherweise genutzten Bereich aber immerhin um mehr als 10% von 3,5 bis vielleicht 3,1 Volt. Es wird zwar im oberen Spannungsbereich immer weniger Energie gespeichert, aber die Spannung sollte in die Arbeit halbwegs linear eingehen was  doch eine Ungenauigkeit bei der SOC Schätzung bringt?

Warum man in erste Linie eine SOC (State Of Charge) und kein SOE ( State of Energy ) Schätzung zum Tracking des Füllstandes einer Li-Ionen Batterie einsetzt, hängt schlicht damit zusammen, dass bei Li-Ionen Zellen die Coulomb-Effizienz mit 99.9...9 extrem hoch ist und man sie in erster Näherung als 1.0 und unabhängig von anderen Parameters ( wie Temperatur, Stromstärke) betrachten kann. Bei der Energieffizienz ist das anders.

Im Übrigen habe ich in meinem BMS aber zusätzlich Energiezähler ( unabhängig für CHG und DSG) , die genau wie Du es beschreibst ständig zur Messung der transferrierten Ladungsmenge die aktuelle Spannung multiplizieren.
Wenn man diese Zähler bei der Inbetriebnahme des Packs bei 100% SOC nullt und das zugrundeliegende Coulomb Counting sehr genau ist, kann man daraus dann ständig die Energieeffizienz des Packs berechnen/schätzen

53.129 V, 6.799 A -> 361.2 W, Level: -126.187 (-126.187) Ah (after 3221066 s) -> 56.071
CHG: 150.607 kWh, 150.607 ( 0.423) kWh, 2824.534 ( 7.986) Ah in 6582479 s
DSG: 154.652 kWh, 154.652 ( 0.000) kWh, 2929.093 ( 0.000) Ah in 15082972 s

154.652 kWh / ( 150.607 kWh + 126.187 Ah * 16 * 3.375 V ) =
154.652 kWh / ( 150.607 kWh + 6.814 kWh ) =
154.652 kWh / ( 157.42 kWh ) = 98.24 %

 

Streng genommen bedeutet 10% SOC  natürlich nicht, dass noch 10% Restenergie sondern 10% Restladung im Pack ist. Wenn man eine sehr genaue Schätzung der Restenergie benötigt, muss man den SOC-Wert noch leicht "korrigieren"


   
Janvi reacted
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